一种基于CdS量子点-铁蛋白杂合单分子人造光和系统的制备方法及应用技术方案

技术编号:43472392 阅读:26 留言:0更新日期:2024-11-27 13:11
本发明专利技术提供一种基于CdS量子点‑铁蛋白杂合单分子(3C‑CdS‑QD)人造光和系统的制备方法及应用,涉及蛋白质的基因工程改造以及光催化材料领域。本发明专利技术以虾铁蛋白为模板,通过在其亚基间界面引入线性半胱氨酸残基,创造镉离子结合位点,在温和条件下实现硫化镉量子点的快速合成。本发明专利技术中利用亚基间界面的有限空间,实现了对量子点的尺寸限制,并在一个铁蛋白笼中合成了24个单分散的CdS量子点。本发明专利技术所制备的3C‑CdS‑QD具备良好的水溶性和可见光吸收能力,能够在可见光照射下,催化二氧化碳向甲酸转化,同时氧化作为电子供体的水分子,生成氧气,所述的人造光和系统实现了生物工程和材料科学的有效融合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于蛋白材料催化,具体涉及一种基于cds量子点-铁蛋白杂合单分子人造光和系统的制备方法及应用。


技术介绍

1、太阳能驱动的co2催化转化不仅能够有效地减少温室气体排放,同时产生高价值化学品,以解决能源危机。近年来,构建能够同时进行co2转化和水分解的人工光合系统引起了人们的广泛关注。co2光还原成co、ch4等燃料或hcooh等有机化学物质是一个可通过光催化剂优化实现的产能过程。而氧化半反应涉及从水中释放o2,由于其较高的能量需求和较低的产物解吸速率,被认为是限速步骤。

2、硫化镉量子点以其优越的光吸收性能,被广泛用于构建人工光合作用体系。首先,它具有理想的可见光吸收能带结构,能带宽度调节,以提供可变的氧化还原电位。其次,由于cds量子点的尺寸小,光生载流子的转移距离大大缩短,较大的比表面积使量子点具有更多暴露的活性位点。最后,量子点的表面和形态可以很容易地进行修饰和定制,以获得更优的性能。目前报道的关于cds量子点的应用大多是在电子给体存在的情况下,催化co2转化和h2o的析氢反应。仅使用cds量子点同时实现h2o氧化为o2和co2本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于CdS量子点-铁蛋白杂合分子的人造光催化系统的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,用于合成量子点的铁蛋白模板为虾铁蛋白。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:突变位于亚基间界面铁氧化还原中心的Glu24和Glu59以及邻位的Glu58为半胱氨酸,并将野生型虾铁蛋白原有的第13位Cys突变为丙氨酸,得到含有线性排列半胱氨酸残基的蛋白质模板。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,制备硫化镉量子点所用的原料为100mM CdSO4和100mM Na2S。...

【技术特征摘要】

1.一种基于cds量子点-铁蛋白杂合分子的人造光催化系统的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,用于合成量子点的铁蛋白模板为虾铁蛋白。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:突变位于亚基间界面铁氧化还原中心的glu24和glu59以及邻位的glu58为半胱氨酸,并将野生型虾铁蛋白原有的第13位cys突变为丙氨酸,得到含有线性排列半胱氨酸残基的蛋白质模板。

【专利技术属性】
技术研发人员:张拓段茂坪赵广华臧佳辰吕晨艳
申请(专利权)人:中国农业大学
类型:发明
国别省市:

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